11月19日，中國科學院高能物理研究所在廣東省江門市舉辦發(fā)布會，宣布江門中微子實驗（JUNO）裝置建設成功并發(fā)布了首個物理成果。

中微子是構成物質世界的基本粒子之一，對于研究宇宙演化歷史有重要意義。然而，這種“幽靈粒子”質量極其微小，幾乎不與任何物質發(fā)生反應，非常難以探測，測量中微子振蕩是目前探測中微子質量最靈敏的方法。江門中微子實驗，正是為了捕捉這些“幽靈粒子”而生的“獵手”。

經過江門中微子實驗國際合作組十余年的設計和建設，江門中微子實驗成為國際上首個建成的新一代超大規(guī)模、超高精度的中微子實驗裝置。通過對今年8月26日至11月2日共59天有效數據的分析，江門中微子實驗合作組測量了兩個“太陽中微子振蕩參數”，比此前實驗的最好精度提高了1.5到1.8倍。

日前，記者就相關問題采訪了江門中微子實驗項目經理、中國科學院院士、廣東院士聯(lián)合會會員王貽芳。

江門中微子實驗項目經理、中國科學院院士、廣東院士聯(lián)合會會員王貽芳在中心探測器示意圖前留影。

問：中微子為什么被稱為“幽靈粒子”？研究中微子有什么意義？

王貽芳：中微子是構成物質世界的基本粒子之一，也是宇宙中最古老、數量最多的粒子。大多數粒子物理和核物理過程都伴隨著中微子的產生，例如核反應堆發(fā)電、太陽發(fā)光、超新星爆發(fā)等等。由于中微子不帶電荷、質量極其微小，并且?guī)缀醪慌c任何物質相互作用，穿透能力強，導致人們不僅看不到，就連探測也十分不易，因此也被稱為“幽靈粒子”。

中微子有大量謎團尚未解開，包括它的質量大小和起源、質量排序等。探測中微子并開展相關研究，對于理解微觀世界規(guī)律和宏觀宇宙的起源、演化等具有重要意義。

問：作為捕獲“幽靈粒子”的大科學裝置，江門中微子實驗可以做什么？又是如何探測這些“幽靈粒子”的？

王貽芳：江門中微子實驗以測量中微子質量順序為首要科學目標，還可以更高精度測量中微子振蕩參數，并涉足超新星、地球中微子、太陽中微子等多項研究。

江門中微子實驗的探測器核心是裝在巨型有機玻璃球里的2萬噸液體閃爍體，這個玻璃球是目前全球最大的有機玻璃容器，讓液體閃爍體的體積比國際現有最大規(guī)模增大了20倍。這讓探測器就像一只靈敏度拉滿的“大眼睛”，能精準捕捉并探測中微子。

問：江門中微子實驗的建設過程如何？

王貽芳：江門中微子實驗于2008年提出構想，2015年開工建設，2025年8月26日正式運行取數。這是一個中國科學院高能物理研究所牽頭的重大國際合作項目，成員涵蓋來自17個國家和地區(qū)、75個科研機構的700多名研究人員。經過十余年的設計和建設，江門中微子實驗在高探測效率光電倍增管、超高透明度液體閃爍體、超低本底材料和精密刻度系統(tǒng)等核心領域實現重大突破，成為國際上首個建成的新一代超大規(guī)模、超高精度的中微子實驗裝置。

 問：這次江門中微子實驗測量的參數是什么？

王貽芳：中微子共有三種，分別是電子中微子、繆子中微子、陶子中微子。此前已有實驗證明中微子存在振蕩現象，即一種中微子在飛行過程中能自發(fā)轉變成為另一種中微子。中微子的振蕩間接證明了中微子具有微小的質量，而測量中微子振蕩是目前探測中微子質量最靈敏的方法。

研究人員通過對江門中微子實驗今年8月26日至11月2日共59天有效數據的分析，測量出描述中微子振蕩的兩個參數，比此前實驗的最好精度提高了1.5-1.8倍。

問：江門中微子實驗在建成兩個月后就發(fā)布首個物理成果，有什么意義？

王貽芳：江門中微子實驗一上線就提供了精確度極高的結果，不僅證明其性能完全達到甚至超過設計預期，更讓人類距離確定中微子質量順序的目標近了一大步，為未來尋找超出粒子物理標準模型之外的新物理現象提供了支撐。未來幾十年里，江門中微子實驗將持續(xù)開展中微子物理前沿研究、產生重要物理成果，為人類解開宇宙奧秘寫下新篇章。

來源：新華社

編輯/劉秀